CN110398247A - 一种基于航道网格绘制的航线规划算法 - Google Patents

一种基于航道网格绘制的航线规划算法 Download PDF

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陈仲亮
张玉松
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Abstract

本发明公开了一种基于航道网格绘制的航线规划算法，包括在初发港和目的港之间的可航区域内绘制描述航线可能性空间、带有航线转向节点的航线网格；检查所有航线节点之间的航段是否通过碍航区，若是，则将此航段从航线网格中删除，否则，保留此航段；在剩余的航线网格中组织从出发港至目的港之间的所有单向通路；计算所有可航通路的航程，所在可航通路中航程最短者对应的即是所求的出发港至目的港之间未考虑气象要素的规划航线。本发明开发出了一种基于航道网格绘制的航线规划算法，过程简捷，计算量小，其中间步骤相互独立可便于并行计算，提高效率。

Description

一种基于航道网格绘制的航线规划算法
技术领域
本发明涉及航海领域的航线规划算法，具体涉及一种基于航道网格绘制的航线规划算法。
背景技术
随着经济全球化的发展，国际贸易日渐繁荣，作为国际物流重要方式的远洋海运业也获得了大幅度的发展；新时期的新问题，对相应的航海技术提出了更高的要求；以往航线规划方法，计算过程并行度不高，时间开销大，效率较低。
为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于针对以上可能出现的情况，开发出了一种基于航道网格绘制的航线规划算法，过程简捷，计算量小，其中间步骤相互独立可便于并行计算，提高效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于航道网格绘制的航线规划算法，包括以下步骤：
步骤一：在初发港和目的港之间的可航区域内绘制描述航线可能性空间、带有航线转向节点的航线网格；
步骤二：检查所有航线节点之间的航段是否通过碍航区，若是，则将此航段从航线网格中删除，否则，保留此航段；
步骤三：在剩余的航线网格中组织从出发港至目的港之间的所有单向通路；
步骤四：计算所有可航通路的航程，所在可航通路中航程最短者对应的即是所求的出发港至目的港之间未考虑气象要素的规划航线；
优选地，所述步骤一的具体实施方法为：
a.读取航次参数：出发港，目的港，额定航速；
b.计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ；
c.以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点。
优选地，所述航线网格的绘制方法包括且不限于计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ，以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点，检查各航段是否会通过碍航区，是则保留航段，否则删除航段。
优选地，所述若从航行终点至目的港航行时间小于转向间隔，航行终点与目的港连线即是末段航线。
优选地，所述计算从出发港至目的港所有单向通路的航程，最短航程对应的通路即为所求。
优选地，所述步骤三的所有单向是指所有航段的航向仅允许从出发港指向目的港方向。
优选地，所述所有单向通路航程最短对应的航线即为所求的不考虑气象因素的规划航线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：开发出了一种基于航道网格绘制的航线规划算法，过程简捷，计算量小，其中间步骤相互独立可便于并行计算，提高效率。
附图说明
图1为本发明的航线规划流程图。
图2为本发明的航线网格绘制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明仅特别针对应用于背景技术提及的场景使用，由此可能产生其它新的问题由于篇幅限制和发明人对一项技术的初次研发精力有限，难以做到一次研发就形成一个完美技术方案，因此均可采用现有的方式进行理解和解决。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种基于航道网格绘制的航线规划算法，包括以下步骤：
步骤一：在初发港和目的港之间的可航区域内绘制描述航线可能性空间、带有航线转向节点的航线网格；
步骤二：检查所有航线节点之间的航段是否通过碍航区，若是，则将此航段从航线网格中删除，否则，保留此航段；
步骤三：在剩余的航线网格中组织从出发港至目的港之间的所有单向通路；
步骤四：计算所有可航通路的航程，所在可航通路中航程最短者对应的即是所求的出发港至目的港之间未考虑气象要素的规划航线；
优选地，所述步骤一的具体实施方法为：
a.读取航次参数：出发港，目的港，额定航速；
b.计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ；
c.以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点。
优选地，所述航线网格的绘制方法包括且不限于计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ，以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点，检查各航段是否会通过碍航区，是则保留航段，否则删除航段。
优选地，所述若从航行终点至目的港航行时间小于转向间隔，航行终点与目的港连线即是末段航线。
优选地，所述计算从出发港至目的港所有单向通路的航程，最短航程对应的通路即为所求。
优选地，所述步骤三的所有单向是指所有航段的航向仅允许从出发港指向目的港方向。
优选地，所述所有单向通路航程最短对应的航线即为所求的不考虑气象因素的规划航线。
本发明开发出了一种基于航道网格绘制的航线规划算法，过程简捷，计算量小，其中间步骤相互独立可便于并行计算，提高效率。
本设计要说明的是：本设计中，涉及的控制电路，以来控制各组件动作以及相应的控制程序都是现有技术。本发明各个部件之间的型号和/或大小只需要相互适配，能实现本发明的原理即可，其他未提及的部分都可以作为现有技术理解。在本发明方案的基础上，本领域普通技术人员可以通过合乎逻辑的分析和/或推理弥补本发明细节上一些不足，使本发明技术方案更加完善和优化。本申请要求保护的仅是背景技术提出问题对应的方案原理部分，而其他部分，例如，在本申请原理的基础上如何更优化的对本申请技术方案进行实施，实现更好防水、防尘、缓冲等，由于可扩展的技术点极多，申请人不敢奢求通过一次研发，一件专利保护就全部完成，因此本申请描述清晰的技术方案仅限于对应背景技术中所要解决的技术问题，其它部分可在另外的专利申请中完成，也可由本领域其他技术人员在本申请方案的技术上继续改进，并申请专利，以达到最优使用效果，都属于本领域现有可知方式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
基于没有任何一个产品是只有优点，没有缺点的情况，本发明仅针对特定环境使用，例如背景技术提及的场景，如果一些用户考虑价格因素，不方便携带等等因素，则不建议购买本申请，本产品只针对需要在背景技术中提及的的场景使用，并同时能接受和忽略其它负面因素使用的客户，以及考虑到没有任何一项技术是一次研发即可成熟的情况，本申请的技术方案描述清楚和公开充分也仅限于对背景技术中提及的问题所采用的技术方案的描述清楚，而由此产生其它的问题不在本申请请求保护的范围内，可由本领域普通技术人员再次完善，以便能形成相对更成熟的技术方案，都属于本领域现有可知方式。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在初发港和目的港之间的可航区域内绘制描述航线可能性空间、带有航线转向节点的航线网格；
步骤二：检查所有航线节点之间的航段是否通过碍航区，若是，则将此航段从航线网格中删除，否则，保留此航段；
步骤三：在剩余的航线网格中组织从出发港至目的港之间的所有单向通路；
步骤四：计算所有可航通路的航程，所在可航通路中航程最短者对应的即是所求的出发港至目的港之间未考虑气象要素的规划航线。
2.根据权利要求1所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于，所述步骤一的具体实施方法为：
a.读取航次参数：出发港，目的港，额定航速；
b.计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ；
c.以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点。
3.根据权利要求1所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于：所述航线网格的绘制方法包括且不限于计算从出发港至目的港在一个转向间隔内的大圆航向θ，以θ为基准方向，分别向左右增加n*α为航向，计算船舶额定航速下转向间隔内的航行终点，检查各航段是否会通过碍航区，是则保留航段，否则删除航段。
4.根据权利要求3所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于：所述若从航行终点至目的港航行时间小于转向间隔，航行终点与目的港连线即是末段航线。
5.根据权利要求4所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于：所述计算从出发港至目的港所有单向通路的航程，最短航程对应的通路即为所求。
6.根据权利要求1所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于：所述步骤三的所有单向是指所有航段的航向仅允许从出发港指向目的港方向。
7.根据权利要求3所述的基于航道网格绘制的航线规划算法，其特征在于：所述所有单向通路航程最短对应的航线即为所求的不考虑气象因素的规划航线。
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